旋挖钻机大三角变幅机构受力性能有限元分析.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModemManuf{lctudngEn西neering)2016年第6期旋挖钻机大三角变幅机构受力性能有限元分析+徐信芯，夏北，焦生杰，成建联(长安大学公路养护装备国家工程实验室，西安710064)摘要：大三角变幅机构作为旋挖钻机施工过程中承力的关键部件，对旋挖钻机的稳定性和施工安全性有重要作用。以大三角变幅机构为研究对象，在分析提升和钻进工况旋挖钻机受力情况的基础上，利用有限元软件对其进行建模、强度分析和模态分析。结果表明：大三角变幅机构设计满足强度要求，大三角变幅机构模态振型有一阶前后摆动和二阶左右摆动，但不能激发起

2、三阶及三阶以上的振型。研究结果对旋挖钻机大三角变幅机构的设计和优化提供了参考。关键词：旋挖钻机；大三角变幅机构；强度分析；模态分析中图分类号：TU67文献标志码：A文章编号：1671—3133(2016)06—0017珈7DOI：10．1673l／i．cnki．167l一3133．2016．06．005FiIliteelementmethodanalysisofperformanceforlargetrianglllarVariable-rangeassemblyforrotarydrillingmacllinesXuXinxin，XiaBei

3、，JiaoShen西ie，ChengJianlian(HighwayMaintenanceEquipmentNationalEngineeringLaborator)r，Chang’anUniVersity，Xi’an710064．China)AbstI’act：I础etriangularvaria：ble—rangeassembly，animportantsupponingandloadingcomponentofrotarydrillingmachines，securesacmcialroleinstabilitype而rmanceandc

4、onstructions出ty．BeingtakenlargetriangularVa—able-mngeassemblyofm—tarydrillingrigasaresearchobject，basedonmechanicsanalysisofrotarydrillingrigunderhoistinganddrillingconditions，a矗一niteelementmodeloflargetriangularvariable·rangeassemblywasestablishedbyusing6niteelementsoftware

5、．StmcturaJstren昏h，andmodalanalysiswerecarriedoutrespectively．TheresultsindicatethatthedesigIlofla。getriangularv捌able—mngeaSsemblycanmeetthestren昏hrequirements．Themodalshapesofthe1argetriangularvariable-rangeassemblyincludeback—fonhwig出eforIhe6rstorderandlefI—righlwigglefor【h

6、esecondorder，andthemodeshapesforthethirdormoreordersgenerallycan·notbeexc“ed．Theresultspmvidev弘treferencevaluesondesignandoptimiza“onforrotarydrillingrig“Ihla唱etriangularvari-able-rangeassembly．Keywords：rotarydrillingdg；largetriangularv撕able-mngeassembly；stren殍hanalysis；moda

7、lanalysis0引言旋挖钻机的变幅机构是其核心关键部件之一，对整机的稳定性和施工安全性起着关键作用。目前，主要有两种结构形式，一种为平行四边形变幅，其变幅范围大，可整机放倒、折叠，降低运输长度和高度，但稳定性稍差并且不能承受超大扭矩；另一种为大三角变幅，其特点是结构简单，能承受超大扭矩。大三角变幅机构已越来越多地应用在需大扭矩输出的钻孑L灌注桩工程中，而工作过程中，变幅机构受力复杂，破坏程度大。因而研究大三角变幅机构具有重要意义。目前，国内外学者对旋挖钻机变幅机构进行了许多研究。文献[1]基于多刚体动力学理论，得到了变幅机构的受力及油缸压力

8、情况；文献[2]利用ANsYs对变幅机构中的三角形连接架进行了有限元分析，得到了三角形连接架变形和应力分布规律；文献[3]对动臂变幅工况下旋挖钻机工作